题目内容

15．绍兴是中国著名的“酒乡”．绍兴黄酒，为世界三大古酒之一，多次获得国际金奖，绍兴黄酒是一门综合性的发酵工程学，涉及到多种学科知识，它的酿造过程可以概括为：选料→发酵→压榨→勾兑→澄清→煎酒等步骤．（部分数据为方便计算略做处理）

（1）发酵过程必须使发酵室温度控制在18℃-22℃之间，可采用电加热器的方法，电路原理可以简化成如图1所示，则电阻丝中电流应保持在1.50A-1.80A范围内，已知电源电压是36伏，电阻丝电阻是10欧，为了控制电路能正常工作，可在图中虚线框内接入滑动变阻器来达到控制的目的，它的电阻值变化范围应是10～14欧．
电流（A）1.461.501.541.601.691.802.08
温度（℃）17181920212223
（2）压榨是把酒液和固体酒精进行简单分离的过程．此过程类似于我们学过的混合物分离的常用方法：B（选填字母）
A．结晶　　 B．过滤　　　C．蒸馏．
（3）勾兑是把不同质量分数的生酒混合达到规定质量分数的生酒的过程，一般可以按如图2方式进行，已知甲管道中生酒的流量为2升/秒（流量指单位时间内流过的液体体积），当乙管道流量阀门调至某一位置时，恰好勾兑出符合质量标准的酒精质量分数为18%的生酒，则乙管道的流量为4升/秒．（假设生酒的密度为1克/厘米3）

分析 （1）滑动变阻器可以改变电路中的电流，根据电源电源和电路电流的范围，并结合欧姆定律即可求出变阻器接入电路的阻值范围；
（2）过滤是指固液分离；结晶是将液体中的溶质分离出来；蒸馏是利用沸点不同，将不同物质分离；
（3）先根据图中信息和密度公式求出每秒甲管道中流出生酒的质量，然后根据质量分数求出需要水的质量，进一步求出乙管道的流量．

解答 解：（1）要控制电路电流在一定范围内，需在电路中串联滑动变阻器，因此虚线框中应为滑动变阻器；
由I=$\frac{U}{R}$可得，当电路电流为1.5A时，1.5A=$\frac{36V}{10Ω+{R}_{1}}$
解得R1=14Ω；
当电路电流为1.8A时，1.8A=$\frac{36V}{10Ω+{R}_{2}}$
解得R2=10Ω；
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为10～14Ω；
（2）压榨是把酒液和固体酒精进行简单分离的过程，即固液分离，因此该操作方法为过滤；
（3）已知甲管道中生酒的流量为2升/秒，即每秒内甲管道中流出生酒的体积为2L=2000cm3．
由题意和ρ=$\frac{m}{V}$可得，每秒内从甲管道中流出生酒的质量：
m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg；
勾兑出符合质量标准的酒精质量分数为18%的生酒，即酒精的总质量与两种生酒的总质量之比等于18%，
设每秒内从乙管道中流出生酒的质量为m′，故有：18%=$\frac{2kg×22%+m′×16%}{2kg+m′}$
解得m′=4kg=4000g；
则乙管道中每秒流出生酒的体积：V′=$\frac{m′}{ρ}$=$\frac{4000g}{1g/c{m}^{3}}$=4000cm3=4L；
因此乙管道的流量为4L/s．
故答案为：（1）滑动变阻器；10～14；（2）B；（3）4L/s．

点评 本题是一道跨学科小综合题，涉及欧姆定律、密度公式的应用以及混合物的分离，题目比较新颖，因此大家需要注意不同学科间的联系．

练习册系列答案
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